非线性地震荷载作用下桥梁碰撞的等效位移阻尼法

地震荷载下桥梁间的相互碰撞是一个复杂的非线性过程。通过对正弦荷载和10个地震荷载下的响应分析，提出了用一个简化的线性计算方法（等效位移阻尼法）来分析这一复杂的碰撞过程。等效位移阻尼法是从最大位移等效的角度，用一个具有等效位移阻尼比的线性无碰撞体系来简化非线性的桥梁碰撞系统的计算方法。其中的等效位移阻尼比是伸缩缝间距、结构动力特性和地震荷载特性的函数。等效位移阻尼比的设计公式是通过对1个简单的碰撞体系在10个地震荷载下的反应统计分析得出的。并且通过对实桥A-237R的有限元分析，验证了这一公式的准确性和实用性。     

一类振动问题中阻尼矩阵的等效方法及应用

多自由度振动系统中,很多问题的阻尼矩阵是确定的,但系统的模态关于这些阻尼矩阵不具有正交性,如果采用模态变换,由于阻尼矩阵不能化为对角矩阵的形式,因此不便于采用实模态迭加法进行振动分析．针对这一问题,本文提出一种阻尼矩阵的等效方法,即采用模态阻尼比对这类系统的实际阻尼进行等效,并考察其有效性,以便于采用模态迭加法对复杂多自由度系统进行随机振动分析．最后,采用该等效方法对某型号汽车进行随机振动分析,为改善该型号汽车的平顺性提供了建议．     

高耸机场塔台结构地震反应的高振型影响分析

以顶部带有2层钢框架的北京机场控制塔台的振动台试验模型为计算对象，采用基于振型叠加的结构地震响应时程分析法，计算了该高耸塔台模型在地震作用下各个振型的时程反应．计算中采用了Rayleigh阻尼，由于结构是钢一钢筋混凝土结构，振型阻尼比不易确定，在本次计算中振型阻尼比取振动台试验测出的第1阶和第2阶振型阻尼比．结果表明高振型对塔台结构的最大位移的影响不大，但高阶振型对塔台结构地震剪力的影响却不容忽视．将计算结果与试验值进行了对比分析，验证了所得结论的正确性．     

建筑结构的分布式阻尼减震方法

提出一种新的阻尼减震方法:在建筑结构的主要构件中配置低屈服点钢材,如在钢筋混凝土梁柱中埋置低屈服点钢筋,或在型钢梁柱的翼缘上焊接低屈服点钢板,这些钢材将在构件发生预期变形时屈服耗能.由于这些低屈服点钢材可分布于所有构件之中,所以称之为"分布式".对设置阻尼钢板的型钢柱的滞回性能进行分析,结果表明阻尼钢板可有效提高构件的等效阻尼比;然后,通过一个设置分布阻尼的剪切型结构的非线性地震响应算例,初步验证了该方法的可行性.与目前常见的各种阻尼器相比,分布式阻尼减震方法不占用建筑物使用空间,施工简单,服役期间无需特殊的检查与维修,是一种更适合在建筑工程中广泛推广的减震技术.     

基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型时域计算方法

复阻尼模型的阻尼矩阵构造容易,仅依赖于材料损耗因子和结构刚度矩阵,但具有时域发散、非因果性等缺陷.从结构的固有特征恒定出发,推导了材料损耗因子与结构阻尼比的等效关系,进而得到与复阻尼模型等效的黏性阻尼模型.该阻尼模型不仅克服了复阻尼模型的缺陷,同时保留了复阻尼模型直接依赖材料损耗因子的便捷性.针对比例阻尼体系,依据材料损耗因子和结构振型阻尼比的关系,提出了基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型实振型叠加法.针对非比例阻尼体系,依据材料损耗因子和子结构振型阻尼比的关系,借助分块Rayleigh阻尼和状态空间法,提出了基于复阻尼模型等效的黏性阻尼模型复振型叠加法.通过算例分析验证了本文方法的可行性和正确性.     

共固化补片预修补铝板的阻尼和疲劳寿命研究

制备了黏弹阻尼层共固化复合材料补片,对固支的薄铝板应力集中区域进行预修补,利用基于频域的半功率带宽法测试了修补前后的结构阻尼比.建立有限元模型,采用滞后阻尼的假定计算了组合结构的等效阻尼比,对比实验值验证了该模型.采用基于功率谱密度的频域分析方法估算了结构随机振动疲劳寿命.考察了阻尼层厚度、补片长度和纤维层层数对结构等效阻尼比和随机振动疲劳寿命的影响.研究结果表明制备的黏弹阻尼层共固化复合材料补片可以提高薄壁结构的阻尼效果,并可以提高修补件的振动疲劳寿命.     

漂浮体系斜拉桥黏滞阻尼器参数的简化计算

根据漂浮体系斜拉桥的动力响应特点以及近断层速度脉冲型地震动特性,基于结构动力学基本理论,提出了考虑附加黏滞阻尼器的漂浮体系斜拉桥三质点简化动力模型.利用等效阻尼比概念以及能量消耗等效原理,推导得到了速度脉冲型地震动作用下漂浮体系斜拉桥线性及非线性黏滞阻尼器阻尼系数的简化计算公式.最后,通过一座漂浮体系斜拉桥实例,验证了相关公式的正确性.     

基于修正压力场理论的混杂纤维钢筋混凝土深梁的抗剪承载力研究

在修正压力场理论(MCFT)基础上,结合现行混凝土结构设计规范中钢筋混凝土深受弯构件受剪承载力公式,提出了混杂纤维钢筋混凝土深梁抗剪承载力简化计算模型.模型引入纤维对钢筋混凝土深梁受剪承载力的贡献,并考虑了纵筋配筋率的相对影响.采用该模型对试验梁进行预测,将试验值与该模型计算值以及现行纤维混凝土结构技术规程中钢纤维混凝土深梁抗剪公式的计算值进行比较.结果表明,该模型可以综合反映混凝土强度、纤维种类和形状、纤维体积率、长径比和配筋率等诸多影响因素,计算结果与试验值吻合较好,并且适用范围广,适用于纤维钢筋混凝土有腹筋和无腹筋深梁的抗剪承载力计算.     

基于位移的高桩码头抗震设计等效阻尼比计算公式

现行高桩码头抗震设计规范中采用的等效阻尼比计算公式并非专门针对码头,无法反映其结构特点,也未考虑土体对体系阻尼的贡献,故通过对码头进行低周往复Pushover分析,研究了考虑桩土相互作用的码头滞回特性,确定了码头等效阻尼比的计算公式.为验证所提出的计算公式的准确性和适用性,采用60条地震波对2个高桩码头进行了非线性时程分析,并将采用替代结构法得到的位移需求与时程分析得到的位移需求进行了对比.研究表明,Pivot滞回模型可很好地反映混凝土桩码头的滞回和承载力退化特性,而Masing准则可较好地模拟钢管桩码头的滞回特性;以非线性时程分析结果为判定准则,采用所提出的等效阻尼比计算公式得到的位移需求精度高于采用规范中计算公式得到的位移需求精度.     

HPFL加固受火RC梁刚度及挠度研究

结合国内外对火灾后钢筋混凝土结构中混凝土和钢筋力学性能的研究,分别采用三台阶模型和二台阶模型对火灾后混凝土和钢筋的弹性模量进行简化计算.根据简化计算模型和等效弹性模量法,对受火后钢筋混凝土梁截面的弹性模量进行等效,得到受火后钢筋混凝土梁截面的弹性模量.根据有效惯性矩法,对高性能复合砂浆钢筋网加固受火RC梁开裂前和开裂后的截面进行等效换算,将受拉区钢筋和全截面的高性能复合砂浆钢筋网换算成弹性模量为混凝土弹性模量的换算截面.在考虑剪切变形影响的前提下,对高性能复合砂浆钢筋网加固受火RC梁的截面刚度和挠度进行理论推导,并结合实验数据验证理论公式的合理性.分析结果表明,推导所得的计算公式与试验数据基本吻合.     

竖向混合结构阻尼矩阵近似解耦计算的误差分析

将竖向混合结构等效成两自由度结构模型,对该两自由度模型进行不同子结构参数取值下的近似解耦计算,分析其模态阻尼矩阵对角占优程度和近似解耦计算结构响应误差情况。研究结果表明:在不同子结构特性下,模态阻尼矩阵对角占优指数和位移误差指数的衰退特征具有相似性。因此在竖向混合结构动力分析时,可以采用对角占优指数来判定采用近似解耦计算的可行性。     

含裂缝梁的一种阻尼计算模型

提出了一个具有裂缝梁的阻尼分析模型用于含裂缝梁类结构的稳态振动响应分析,阻尼是由于裂缝表面在裂缝张开、闭合过程中相互发生磨擦引起的.该模型包含梁的几何特性边界条件、裂缝位置、裂缝深度等各种因素的影响.通过和单自由度线性弹簧-质量-阻尼系统进行比较,得到该带裂缝梁结构的等效自然频率和等效粘滞阻尼比.并以两端铰支梁为例,通过数值分析获得其频响特性曲线.并讨论各种参数的影响.     

钢筋混凝土管柱-钢桁架混合结构抗震性能

以某钢筋混凝土管柱-钢桁架竖向混合结构为背景,采用集中塑性铰有限元模型,对该结构进行动力弹塑性计算,分析了该结构的破坏机理.基于结构内容物的抗震设防指标,评价了结构的抗震性能水准,研究了钢筋混凝土管柱纵筋配筋率和壁径比对混合结构抗震性能的影响.研究表明,在7度罕遇地震作用下,该结构满足基于内容物的抗震设防基本要求;结构破坏集中在柱根,为单道防线的柱铰破坏模式;角柱与内柱为结构薄弱环节;钢桁架屈服杆件主要分布在悬挑端及与柱头连接的区域;建议该结构的柱纵筋最小配筋率不小于0.5%,柱壁径比不小于0.100.     

大跨度钢屋盖组合结构协同工作动力性能研究

文章以某大跨度钢屋盖-混凝土组合结构为研究对象,利用有限元分析软件MIDAS/Gen对下部支承结构的3种简化模型(铰接支座、弹性支座、考虑下部支承结构质量及刚度的支座)进行分析,得出桁架上、下弦杆的轴力及节点竖向位移随跨度的变化情况并与整体模型进行对比;对整体结构采用振型分解反应谱法研究不同阻尼比对整体结构抗震性能的影响。结果表明,下部支承结构的不同简化对桁架结构动力响应影响很大,不可简单地把下部支承简化为铰接支座与弹性支座,否则设计偏于不安全;结构材料阻尼不同,不能简单地取用某一种材料的阻尼比作为整体结构的阻尼比,确定合适的结构阻尼比,可以进一步提高整体分析的准确性。     

钢筋混凝土板简化设计计算

为了简化钢筋混凝土板设计过程和得到较为经济的设计方案,文章对钢筋混凝土结构设计规范提供的受弯构件设计公式进行了分析,并提出了简化设计计算公式,利用该简化设计公式和钢筋混凝土结构设计规范公式对算例进行了对比分析;结果表明,该简化设计计算公式计算精度良好,从而得出板的经济配筋率。     

基于信赖域法的多运行方式下阻尼控制器参数协调

提出了一种多运行方式下电力系统阻尼控制器参数协调方法.在该方法中,采用多运行方式下所有机电振荡模式的阻尼比度量系统的小干扰稳定性,将所有阻尼控制器的参数协调表示为带不等式约束的非光滑优化问题,采用非光滑优化信赖域法求解该问题,求得的阻尼控制器协调参数对多种运行方式下系统的所有振荡模式具有总体最优的阻尼效果.算例分析中,Anderson 3机系统2.7 s收敛于最小阻尼比0.350 2,New England 10机系统28.8 s收敛于最小阻尼比0.177 6.结果表明,所提方法收敛速度快,能有效地抑制系统的低频振荡,适合于多机电力系统多种运行方式下的参数协调.     

TN胶粘钢加固受压钢筋混凝土柱的试验研究

介绍了采用ＴＮ胶粘钢加固轴心受压钢筋混凝土柱的试验研究成果,并在试验的基础上推导出ＴＮ胶粘钢加固轴心受压钢筋混凝土柱在工程上应用时的计算公式与简化计算公式。两个公式的计算结果与试验结果一致。     

大型火力发电厂框排架主厂房结构动力特性研究

为了解和掌握大型火力发电厂框排架主厂房结构的动力特性,选取300和1 000MW钢筋混凝土框排架结构体系,600和1 000MW钢筋混凝土带端部剪力墙结构体系,以及1 000MW钢框排架结构体系,通过分别建立有限元模型进行模态分析,得到其自振周期和振型.分析结果表明,框排架结构体系刚度分布不均匀,扭转效应普遍存在,其中钢筋混凝土结构体系扭转效应较为严重;为避免结构在地震作用下发生扭转破坏,在主厂房结构设计中,应注意横向和纵向刚度合理分布;钢结构体系扭转效应较轻,但其用钢量较大,造价昂贵,不太适合在欠发达、高烈度地区采用.提出采用型钢混凝土混合结构体系作为主厂房结构体系,并对设计的1 000MW混合结构体系进行有限元模态分析,结果表明该结构体系可以有效降低结构扭转效应,具有很好的推广应用价值.     

建筑结构非线性阻尼及其振动反应研究

在分析了建筑物实测阻尼比的变化规律的基础上,探讨了建筑结构非线性阻尼产生的机理,并采用数值方法分析了单自由度非线性阻尼结构在不同荷载条件下的振动反应,分析结果说明:非线性阻尼结构地震反应与常阻尼比结构地震反应差异较大,采用常阻尼比(5%)进行建筑物地震反应分析可能产生不安全的结果.     

行人动力学参数对大跨简支人行桥人致振动的影响分析

为研究行人动力学参数对大跨结构人致振动的影响,采用等效人体模型参数识别试验研究了人体模型的自振频率和阻尼比,编程求解了考虑人-结构竖向相互作用的人行桥人致振动方程,讨论了人体质量、人体刚度、人体阻尼及人行荷载等行人动力学参数对人行桥动力特性及人致振动响应的影响规律.结果表明,人行荷载模型中人体质量可取中国男性居民平均质量66.2 kg.等效人体模型的自振频率和阻尼比分别取为5.15 Hz和35.62%.人行荷载作用下,人行桥一阶瞬时频率先减小后增大,一阶瞬时阻尼比先增大后减小.随着人体质量或人体等效阻尼的减小,瞬时阻尼比和频率的变化幅度均有所减小,但随着人体等效刚度的减小,两者的变化幅度均有所增大.人行桥跨中均方根加速度响应随着人体质量或人体等效刚度的增大也相应增大,而人体等效阻尼对人行桥加速度响应的影响较小.采用不同人行荷载模型计算的人行桥均方根加速度最大值是最小值的1.83倍.